Selbststudienprogramm
Die Otto-Motoren
der Baureihe EA211
Inhalt
1. Vorstellung der MOB-Motoren der Baureihe EA211 . . . . 5
1 .1 Die Modularität der Otto-Aggregate EA211 (MOB – Modularer Otto-Baukasten) . . . . 5
1 .2 Die Motoren der Baureihe EA211 in den Fahrzeugen ŠKODA AUTO . . . . 7
2. Technische Motorendaten . . . . 8
2 .1 Die Motorparameter 1,0 l MPI 44 kW, 55 kW und 1,0 l 50 kW . . . . 8
2 .1 .1 Die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik des Motors 1,0 l MPI 44 kW, 55 kW . . . . 9
2 .2 Die Motorparameter 1,2 l TSI 63 kW, 77 kW . . . 10
2 .2 .1 Die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik des Motors 1,2 l TSI 63 kW, 77 kW . . . . 11
2 .3 Die Motorparameter 1,4 l TSI 103 kW . . . 12
2 .2 .1 Die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik des Motors 1,4 l TSI 63 kW, 103 kW . . . 13
2 .4 Die Motorparameter 1,6 l MPI 81 kW . . . 14
2 .4 .1 Die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik des Motors 1,6 l MPI 81 kW . . . 15
3. Motorenmechanik des 1,2 l und 1,4 l TSI EA211 . . . 16
3 .1 Der Zylinderblock . . . 16
3 .1 .1 Der Zylinderblock und die zweiteilige Ölwanne - Aufbau . . . 17
3 .2 Der Kurbelmechanik . . . 18
3 .3 Die Steuertriebmechanik und der Antrieb der Nebenaggregate . . . 21
3 .3 .1 Zahnriementrieb . . . 21
3 .3 .2 Der Keilrippenriementrieb der Hilfsaggregate . . . 23
3 .4 Der Zylinderkopf . . . 24
4. Das Kühlsystem . . . . 25
4 .1 Die Zylinderblock- und Zylinderkopfkühlung . . . . 25
4 .2 Sonstige Kühlkreisläufe . . . . 25
4 .3 Das Kühlsystemschema . . . . 26
4 .4 Der Anschluss des Kühlmittelthermostats an den Zylinderkopf und das Strömungsprinzip des Kühlmittels im Zylinderkopf und Zylinderblock . . . . 27
4 .5 Die Kühlung des im Zylinderkopf integrierten Abgaskrümmers . . . . 28
4 .6 Der Thermostat . . . . 29
4 .7 Die Kühlmittelpumpe . . . . 30
4 .8 Die Ladeluftkühlung . . . 31
4 .9 Der Kühlkreislauf der Ladeluft . . . . 32
5. Die Luftzufuhr und die Aufladung mittels des Abgas-Turboladers . . . . 34
5 .1 Das Schema der Luftströmung . . . . 34
5 .2 Der Abgas-Turbolader . . . . 35
5 .2 .1 Die Schmierung und die Kühlung des Abgas-Turboladers . . . . 36
6. Die Be- und Entlüftung des Kurbelgehäuses . . . . 37
6 .1 Die Entlüftung des Kurbelgehäuses . . . 37
6 .2 Die Belüftung des Kurbelgehäuses . . . . 40
7. Das Entlüftungssystem mit Aktivkohle . . . 41
8. Die Ölversorgung des Motors . . . . 43
8 .1 Der Ölkreislauf . . . . 43
8 .2 Die Ölreinigung und die Ölkühlung . . . . 44
8 .3 Der Aufbau der zweiteiligen Ölwanne . . . . 45
8 .4 Die Ölpumpen . . . . 46
9. Das Kraftstoffsystem . . . . 50
9 .1 Die Druckerhöhung im Kraftstoffsystem der TSI-Motoren . . . . 50
9 .2 Der Aufbau des Kraftstoffsystem-Hochdruckbereichs . . . . 50
10. Der Motordrehzahlgeber . . . . 52
11. Die Spezialwerkzeuge und Vorrichtungen . . . . 54
1. Vorstellung der MOB-Motoren der Baureihe EA211
Die Motorenfamilie EA211 stellt die modularen MOB-Ottomotoren mit Quereinbau dar . Diese Motoren sind Teil des neuen MQB-Baukastensystems . Die EA211-Motoren werden so die Fahrzeuge der einzelnen Konzernmarken miteinander verbinden .
Die Motorenreihe EA211 umfasst modulare Ottomotoren in der 3- und 4-Zylinderausführung . Vertreten sind sowohl Saugmotoren mit indirekter Einspritzung MPI als auch aufgeladene TSI-Aggregate mit Abgas-Turbolader und direkter Kraftstoffeinspritzung .
1.1 Die Modularität der Otto-Aggregate EA211 (MOB – Modularer Otto-Baukasten)
Die EA211-Motoren sind als ein modulares Konzept ausgelegt, das eine große Variabilität der einzelnen Motoren- versionen (bezüglich der gewünschte Leistung, der geltenden Emissionsvorschriften in den einzelnen Regionen etc .) ermöglicht .
Modulelemente der EA211-Motoren:
- Abgas-Turbolader- und Katalysatormodul - Saugmodul mit integriertem Ladeluftkühler
- Modul der monolithischen Zylinderkopfhaube mit integrierten Nockenwellen - Modul des Aluminium-Zylinderblocks mit Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss
und Zylinderkopf mit 4-Ventiltechnik und mit integriertem Abgaskrümmer - Modul der zweiteiligen Motorölwanne mit integriertem Ölfilter
- Modul des Steuertriebs und des Antriebs der Nebenaggregate - Konsole der Motorlagerung und Abdeckung des Steuertriebs - Modul der Kühlmittelpumpe und des Thermostatgehäuses - Modul der Luftreinigung
Vereinheitlichte Position des Zylinderblocks und vereinheitlichte Ausrichtung der Abgasableitung Alle EA211-Motoren werden einheitlich um 12 ° nach hinten geneigt . Alle Abgasableitungen werden ebenfalls zur Rückseite geführt . Dieses gewährleistet die einheitliche Anbindung der anderen modularen Systeme des Fahrzeugs (Lagerung der Getriebe, Anschluss der Abgasanlagen) .
SP101_6
1,4 TSI EA211
Modul des Aluminium-Zylinderblocks mit Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss und Zylinderkopf mit 4-Ventiltechnik und mit integriertem Abgaskrümmer
Modul der Zylinderkopfhaube mit integrierten Nockenwellen Saugmodul mit integriertem Ladeluftkühler
Abgas-Turbolader- und Katalysatormodul
Modul der zweiteiligen Motorölwanne
Modul des Steuertriebs und Modul der Nebenaggregate Modularität der Otto-Aggregate EA211
1.2 Die Motoren der Baureihe EA211 in den Fahrzeugen von ŠKODA AUTO
Derzeit verbaute Aggregate der Reihe EA211 in den Fahrzeugen von ŠKODA AUTO mit einer Leistungen von 44 kW bis 103 kW .*
Der 3-Zylinder-Motor 1,0 l MPI für das Fahrzeugmodell ŠKODA Citigo stellt den kleinsten Motor dieser Baureihe dar . Das Aggregat wird in den Leistungsvarianten 44 kW und 55 kW gefertigt . Gleichzeitig wird auch die Variante 1 .0 l 50 kW CNG für den alternativen Kraftstoff - komprimiertes Erdgas angeboten .
Die TSI-Motoren verfügen über zwei 4-Zylindervarianten . Der erste Motor 1,2 TSI wird in den Leistungsvarianten 63 kW und 77 kW gefertigt . Die Motoren 1,2 l EA211 werden für die Fahrzeugmodellreihe ŠKODA Octavia III angeboten . Der zweite TSI-Motor der Baureihe EA211 ist der 1,4 TSI 103 kW, der für die Fahrzeugmodellreihe ŠKODA Octavia III angeboten wird .
In der 5 . KW 2014 begann auch die Fertigung des MOB-Motors 1,6 l 81 kW MPI, der primär für Märkte außerhalb der EU bestimmt ist . Dieser wird auch für die Modellreihe ŠKODA Octavia III zum Einsatz kommen .
Die EA211-Motoren werden sukzessive die Motoren der alten Baureihe EA111 ersetzen .
* Die EA211-Motorversion in den Fahrzeugen von ŠKODA AUTO zum Redaktionsschluss dieses Arbeitshefts 2/2014 .
MOB:
1 l / 44 kW MPI 1 l / 55 kW MPI
MOB:
1,4 l / 103 kW TSI 1,6 l / 81 kW MPI MOB:
1,2 l / 63 kW TSI 1,2 l / 77 kW TSI
SP101_1
2.1 Die Motorparameter 1,0 l MPI 44 kW, 55 kW und 1,0 l CNG 50 kW
Leistungsausführung des Motors 1,0 l MPI, 1,0 l CNG
Motorparameter 44 kW MPI
(Motorcode: CHYA)
55 kW MPI (Motorcode: CHYB)
50 kW CNG*
(Motorcode: CPGA) Aufbau 3-Zylinder-Ottomotor mit indirekter Kraftstoffeinspritzung,
Flüssigkeitskühlung, zwei in der Zylinderkopfhaube gelagerte Nockenwellen (2x OHC), Steuertrieb per Zahnriemen, Aggregateinbau vorn quer
Zylinderanzahl 3 3 3
Hubraum 999 cm3 999 cm3 999 cm3
Bohrung 74,5 mm 74,5 mm 74,5 mm
Hub 76,4 mm 76,4 mm 76,4 mm
Zylinderstichmaß 82 mm 82 mm 82 mm
Anzahl der Ventile pro Zylinder 4 4 4
Maximalleistung 44 kW
bei 5000-6000 min-1
55 kW bei 6200 min-1
50 kW**
bei 6200 min-1
Max . Drehmoment 95 Nm
bei 3000-4300 min-1
95 Nm
bei 3000-4300 min-1
90 Nm**
bei 3000 min-1
Verdichtungsverhältnis 10,5 : 1 10,5 : 1 11,5 : 1
Befüllung elektronisch gesteuerte indirekte Kraftstoffeinspritzung Ölversorgung Druckumlaufschmierung mit Volldurchfluss-Ölfilter
Kraftstoff Super Bleifrei mit ROZ 95 Super Bleifrei mit ROZ 95 komprimiertes Erdgas CNG oder Super Bleifrei mit ROZ 95
Abgasnorm EU 5 EU 5 EU 5
2. Technische Daten der Motoren
* Weitere Informationen finden Sie im Selbststudienprogramm Nr. 102
** Die Motorleistung und das maximale Drehmoment sind von der Erdgasqualität abhängig .
2.1.1 Die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik des Motors 1,0 l MPI 44 kW, 55 kW und 1,0 l CNG 50 kW
M (Nm)
n (min-1)
P (kW)
10 20 30 40
0 50 60
70 80 90 100
60 110 120
1000 3000 5000 7000
1,0 l MPI 44 kW EA211
P – Leistung, M – Drehmoment, n – Motordrehzahl Motordrehmomentkurve
Leistungskennlinie des Motors
M (Nm)
n (min-1)
P (kW)
10 20 30 40
0 50 60
70 80 90 100
60 110 120
1000 3000 5000 7000
1,0 l MPI 55 kW EA211
M (Nm)
n (min-1)
P (kW)
30 35 40 45
25 50 55
50 60 70 80
40 90 100
1000 3000 5000 7000
1,0 l CNG 50 kW EA211
2.2 Die Motorparameter 1,2 l TSI 63 kW, 77 kW
Leistungsausführung des Motors 1,2 l TSI
Motorparameter 63 kW (Motorcode: CJZB) 77 kW (Motorcode: CJZA) Aufbau Otto-4-Zylinder-Reihenmotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung,
mit Turboladeraufladung, Flüssigkeitskühlung, zwei in der Zylinderkopfhaube gelagerte Nockenwellen (2x OHC), Steuertrieb per Zahnriemen, Aggregatein- bau vorn quer
Zylinderanzahl 4 4
Hubraum 1197 cm3 1197 cm3
Bohrung 71 mm 71 mm
Hub 75,6 mm 75,6 mm
Zylinderstichmaß 82 mm 82 mm
Anzahl der Ventile pro Zylinder 4 4
Maximalleistung 63 kW bei 4300-5300 min-1 77 kW bei 4500-5500 min-1
Max . Drehmoment 160 Nm bei 1400-3500 min-1 175 Nm bei 1400–4000 min-1
Verdichtungsverhältnis 10,5 : 1 10,5 : 1
Befüllung elektronisch gesteuerte direkte Kraftstoffeinspritzung Ölversorgung Druckumlaufschmierung mit Volldurchfluss-Ölfilter
Kraftstoff Super Bleifrei mit ROZ 95
Abgasnorm EU 5 EU 5
SP101_3
2.2.1 Die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik des Motors 1,2 l TSI 63 kW, 77 kW
P – Leistung, M – Drehmoment, n – Motordrehzahl Motordrehmomentkurve
Leistungskennlinie des Motors 1,2 l MPI 77 kW EA211
n (min-1)
1000 3000 5000 7000
M (Nm)
100 120 140 160 180 200
20 40 60 80
10 20 30 40
0 50 90
P (kW)
60 70 80
1,2 l MPI 63 kW EA211
n (min-1)
1000 3000 5000 7000
M (Nm) 100
120 140 160 180
20 40 60 80
10 20 30 40 50
P (kW)
60 70
Motorparameter 1,4 l TSI 103 kW (Motorcode: CHPA)
Aufbau Otto-4-Zylinder-Reihenmotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung, mit Turboladeraufladung, Flüssigkeitskühlung, zwei in der Zylinderkopfhaube gelagerte Nockenwellen (2x OHC), Steuertrieb per Zahnriemen,
Aggregateinbau vorn quer
Zylinderanzahl 4
Hubraum 1395 cm3
Bohrung 74,5 mm
Hub 80,0 mm
Zylinderstichmaß 82 mm
Anzahl der Ventile pro Zylinder 4
Maximalleistung 103 kW bei 4500-6000 min-1
Max . Drehmoment 250 Nm bei 1500-3500 min-1 Verdichtungsverhältnis 10,5 : 1
Befüllung elektronisch gesteuerte direkte Kraftstoffeinspritzung Ölversorgung Druckumlaufschmierung mit Volldurchfluss-Ölfilter
Kraftstoff Super Bleifrei mit ROZ 95
Abgasnorm EU 5
2.3 Die Motorparameter 1,4 l TSI 103 kW
SP101_4
2.3.1 Die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik des Motors 1,4 l TSI 103 kW
1,4 l MPI 103 kW EA211
n (min-1)
1000 3000 5000 7000
M (Nm)
150 200 250 300
50 100
20 40 60 120
P (kW)
80 100
P – Leistung, M – Drehmoment, n – Motordrehzahl Motordrehmomentkurve
Leistungskennlinie des Motors
Motorparameter 1,6 l MPI 81 kW (Motorcode: CWVA)
Aufbau Otto-4-Zylinder-Reihenmotor mit indirekter Kraftstoffeinspritzung,
Flüssigkeitskühlung, zwei in der Zylinderkopfhaube gelagerte Nockenwellen (2x OHC), Steuertrieb per Zahnriemen, Aggregateinbau vorn quer
Zylinderanzahl 4
Hubraum 1598 cm3
Bohrung 76,5 mm
Hub 86,9 mm
Zylinderstichmaß 82 mm
Anzahl der Ventile pro Zylinder 4
Maximalleistung 81 kW bei 5800 min-1
Max . Drehmoment 155 Nm bei 3800–4000 min-1 Verdichtungsverhältnis 10,5 : 1
Befüllung elektronisch gesteuerte indirekte Kraftstoffeinspritzung Ölversorgung Druckumlaufschmierung mit Volldurchfluss-Ölfilter
Kraftstoff Super Bleifrei mit ROZ 95
Abgasnorm EU 5
2.4 Die Motorparameter 1,6 l MPI 81 kW
SP101_74
2.4.1 Leistungs- und Drehmomentcharakteristik des Motors 1,6 l MPI 81 kW
P – Leistung, M – Drehmoment, n – Motordrehzahl Motordrehmomentkurve
Leistungskennlinie des Motors 1,6 l MPI 81 kW EA211
n (min-1)
1000 3000 5000 7000
M (Nm) 120
160 200
40 80
20 40 60
P (kW)
80 100
3. Motorenmechanik 1,2 l und 1,4 l TSI EA211
3.1 Der Zylinderblock
Aufgrund der Flanschausführung des Zylinderblocks auf dem der Zylinderkopf aufliegt, werden die flüssigkeitsge- kühlten Zylinderblöcke wie folgt unterschieden:
– Zylinderblöcke mit offenem Kühlmittelraum Open-deck
– Zylinderblöcke mit geschlossenem Kühlmittelraum Closed-deck
Die Zylinderblöcke der Motoren EA211 sind als Open-Deck konstruiert, die über die folgenden Eigenschaften verfügen:
- einfacherer und billigerer Abguss des Zylinderblocks mittels einer Aluminiumlegierung; (der Zylinderblock wird mittels des Druckgussverfahrens ohne Sandkern gefertigt)
- im Vergleich mit dem Aufbau der Ausführung Closed-Deck erfolgt eine bessere Kühlung im thermisch am stärksten belasteten Bereich, im oberen Teil der Zylinder; (es wird eine sehr gute Wärmeableitung aus dem Bereich der Kolbenringe sichergestellt)
- im Gegensatz zum Aufbau der Ausführung Closed-Deck verfügt der Zylinderblock über eine geringere Stei- figkeit, aufgrund der Biegeverformung der Zylinder kommt es zu einer signifikanten Belastung der Zylinder- kopfdichtung; (die Dichtung wird deshalb aus Metall gefertigt)
- Nach dem Verschrauben des Zylinderkopfs an den Zylinderblock kommt es nur noch zu einer geringfügigen Verformung der Zylinderlaufbuchsen; (an eine geringe Verformung der Zylinderlaufbuchse passen sich die Kolbenringe gut an)
Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss
Die EA211-Motoren 1,0 l MPI, 1,2 l TSI und 1,4 l TSI verfügen über Zylinderlaufbuchsen mit grober Gussoberfläche . Die EA 211-Motoren 1,6 l MPI haben Zylinderlaufbuchsen mit mechanisch grob bearbeiteter Oberfläche.
Der Zweck besteht in der Vergrößerung der äußeren Kontaktflächen der Zylinderlaufbuchse mit dem Material des Zylinderblocks .
Kanäle im Zylinderblock
Im Zylinderblock bestehen Kanäle für die Zuführung von Drucköl, die Ölrückläufe und für die Kurbelgehäuseentlüftung .
SP101_7
Zylinderblock aus einer Aluminiumlegierung
Klopfsensor G61
offene Ausführung der Kühlkanäle Open-Deck
Kurbelwellen-Hauptlagerdeckel
Kunststoffteil, der sog . Ölhobel
Zwischenstück der zweiteiligen Motorölwanne
Zweiteilige Ölwanne
Ölstands- und -temperaturgeber G266
3.1.1 Der Zylinderblock und die zweiteilige Ölwanne – Aufbau
Die dargestellte Anordnung entspricht dem 1,4 TSI-Motor, der über eine zweiteilige Ölwanne verfügt - Varianten siehe Seite 45 .
3.2 Der Kurbeltrieb
Das ganze System des Kurbeltriebs wurde so ausgelegt, dass eine maximale Einsparung von Gewicht, Reibung und thermischer Belastung des Systems erzielt wird .
Die Kurbelwellenlagerung erfolgt an fünf Punkten . Diese verfügt über eine neu ausgelegte gewichtsoptimierte Auslegung einschließlich neuer Haupt- und Pleuellager . Die dynamische Last der Wellenhauptlager wird mittels vier Gegengewichten reduziert . Die Kolben und Pleuele sind ebenfalls bezüglich maximaler Gewichtsoptimierung ausgelegt . Die Ventilsteuerung wird durch ein Nockenwellenpaar sichergestellt . Die Ventile werden mittels Rollen- schlepphebel betätigt . Das Ventilspiel wird automatisch durch hydraulische Abstützelemente sichergestellt .
Aluminiumkolben mit Ventilaussparung
gewichtsreduzierte Kurbelwelle mit vier Gegengewichten
Gegengewichte
gewichtsreduzierte - aufge- bohrte Nockenwellen
Ventilbetätigung mittels Rollen- schlepphebel
gewichtsreduzierte Pleuele
SP101_8
Kolbenkühlung
Die Kolben bestehen aus der Aluminium-Legierung und die Wärmeableitung wird sehr gut gewährleistet . Der untere Teil des Kolbens wird durch die Öldüsen mit einem Ölkühlbad besprüht .
Flachboden-Alumini- umkolben
Ventilaussparung
gewichtsreduzierte hohlgebohrte Pleuellagerzapfen
SP101_9
Kolbenboden
Der flache Aluminium-Kolbenboden ist mit zwei oder vier Ventilaussparungen je nach Motorvariante ausgeführt:
– 1,0 l MPI, 1,6 l MPI und 1,2 TSI – 2 Aussparungen für die Einlassventile – 1,4 TSI - 4 Aussparungen; 2 für Einlass-und 2 für Auslassventile
Kolbenringe
Pleuel Ölspritzdüse
zur Kolbenkühlung
SP101_10
Ölkanal
EA111 (1,4 TSI) Pleuelge- wicht 523 g
EA211 (1,4 TSI) Pleuelgewicht 370 g
SP101_14_A SP101_14_B
das Auge für den Pleuellagerzapfen verfügt über eine Buchse mit Schmier-
rille
Buchse ohne Schmierrille
Schmierölkanal führt durch die Pleuelstangenmitte
verkürzte Schrauben
gewichtsoptimiertes Formauge für den Pleuellagerzapfen Pleuelvergleich EA111 und EA211
Die Pleuele wurden insgesamt gewichtsoptimiert und es werden auch kürzere Deckelverbindungsschrauben verwendet . Die Schmierung des Pleuellagerbolzens beim EA211-Motor wird nicht mehr durch den Kanal innerhalb des Pleuels, wie es beim EA111-Motor der Fall war, sichergestellt . Der Bolzen wird neu durch das Aufspüren von Öl auf die Kolben von unten her geschmiert, siehe Seite 17 dieses Arbeitshefts (Kolbenkühlung) .
3.3 Die Steuertriebmechanik und der Antrieb der Nebenaggregate
Die Nockenwellen werden über einen Zahnriemen angetrieben, die Nebenaggregate mittels eines Keilrippenriemens .
3.3.1 Zahnriementrieb
Den Antrieb der Nockenwellen stellt der Zahnriemen sicher . Dieser wird durch die automatischen Spannrolle gespannt . Diese Riemenscheibe stellt parallel mittels der Führungsrolle die korrekte Führung des Zahnriemens sicher .
Zahnriemen
Einreihiger Zahnriemen mit einer Breite von 20 mm mit Glasfasern verstärkt und einer speziellen Teflonbeschich- tung (PTFE - Polytetrafluorethylen) für Verschleißbeständigkeit versehen. Die lange Lebensdauer dieses Riemens entspricht der Motorlebensdauer . Der Riemen ist wartungsfrei und wird nicht gewechselt .
Spannrolle einem Anlaufrad Zahnrad für den
Antrieb
der Auslassnockenwelle Zahnrad für den
Antrieb der Einlassno- ckenwelle
SP101_11
Überprüfung des Zahnriemens - das erste Mal bei 240 000 km, anschließend jeweils alle 30.000 km.
Darstellung der 1,4 l TSI-Motoren
Ölpumpenantrieb
Beim 1,4 TSI EA211-Motor wird die Pumpe von der Kurbelwelle mittels einer Kette angetrieben . Bei den Motoren 1,0 l MPI, 1,2 TSI und 1,6 MPI der Baureihe EA211 wird die Ölpumpe direkt von der Kurbelwelle angetrieben - siehe Seite 46 dieses Arbeitshefts .
Zahnriemenabdeckung
Die Abdeckung verhindert, dass Staub und Schmutz den Riemen erreichen und diese verlängert somit dessen Lebensdauer . Dieser besteht aus drei Teilen .
Die obere und untere Abdeckungen besteht aus Kunststoff . Der Mittelteil wird von einem massiven Aluminium- gussteil gebildet, das parallel die Funktion der Motorhalterung sicherstellt .
oberer Teil der Kunststoffabdeckung mit Dichtung
Mittlerer Teil der Abdeckung aus einer Aluminiumlegierung, welcher parallel als Motorhalterung dient .
unterer Teil der Kunststoffab- deckung mit Dichtung
SP101_12
3.3.2 Der Keilrippenriementrieb der Hilfsaggregate
Der Antrieb der Lichtmaschine und des Klimakompressors (für den Fall, dass das Fahrzeug mit einer Klimaanlage ausgestattet ist) erfolgt von der Kurbelwelle durch den Keilrippenriemen. Die richtige Keilrippenriemenspannung stellt die Spannrolle sicher .
SP101_13
Riemenscheibe auf der Kurbelwelle
Spannrolle
Riemenscheibe der Lichtmaschine
Riemenscheibe des Klimakompressors
Einbau der Lichtmaschine ohne Klimakompressor
Für den Fall, dass im Fahrzeug keine Klimaanlage vorhanden ist, dann erfolgt mittels des Keilrippenriemens ausschließlich der Antrieb der Lichtmaschine . Der Riemen ist elastisch, beim ausschließlichen Antrieb
der Lichtmaschine wird dieser weniger belastet - in diesem Fall wird im System des Nebenaggregatetriebs eine Spannrolle verwendet .
Montage von Hilfsaggregaten
Die Lichtmaschine und der Klimakompressor sind aufgrund der Erreichung der Motorkompaktheit direkt am Zylinderblock und an der Ölwanne angeschraubt .
Die Überprüfung des Keilrippenriemens der Lichtmaschine und des Klimakompressors:
Nach 3 Jahren oder 60 000 km, weiter alle 2 Jahre oder alle 60 000 Kilometer.
3.4 Der Zylinderkopf
Der Zylinderkopf verfügt über einen 4-Ventilaufbau. In der Mitte des Ventilsterns befindet sich die Zündkerze. Das Zylinderkopf-Gußteil besteht ist aus einer Aluminiumlegierung, einschließlich des integrierten Abgaskrümmers . Das Modul der Zylinderkopfhaube beinhaltet ein Nockenwellenpaar . Die erste Nockenwelle steuert die Einlassven- tile, das zweite Paar die Auslassventile. Zwischen dem Zylinderkopf und der Zylinderkopfhaube befindet sich eine Metalldichtung .
Die Nockenwellen stellen auch den Antrieb der Hochdruckkraftstoffpumpe und der Kühlmittelpumpe sicher:
– Den Antrieb der Hochdruckkraftstoffpumpe stellt die Nockenwelle der Einlassventile sicher . – Den Antrieb der Kühlmittelpumpe stellt die Nockenwelle der Auslassventile sicher .
Varianten der Nockenwellenversteller der einzelnen Motorenvarianten:
1,0 MPI – Nockenwellenversteller lediglich für die Nockenwelle der Einlassventile (1 x Hall-Positionsgeber) 1,2 TSI – Nockenwellenversteller lediglich für die Nockenwelle der Einlassventile (1 x Hall-Positionsgeber) 1,4 TSI – Nockenwellenversteller für beide Nockenwellen (2 x Hall-Positionsgeber)
1,6 MPI – Nockenwellenversteller lediglich für die Nockenwelle der Einlassventile (1 x Hall-Positionsgeber)
Der im Zylinderkopf integrierte Abgaskrümmer
Im Zylinderkopfkörper ist der Abgaskrümmer integriert . Vier Auslasskanäle werden in einem zentralen Flansch zusammengeführt . An diesen Flansch ist an den TSI-Motoren der Baureihe EA211 das Modul des Abgas-Turbola-
SP101_16
integrierter Abgaskrümmer Flansch für den
Abgas-Turbolader (TSI Motoren) und den Katalysator
Bohrungen für das hydraulischen Abstützelement der Ventile Zündkerzenbohrung und
Zündanlagenmodul
4. Das Kühlsystem
4.1 Die Zylinderblock- und Zylinderkopfkühlung
Das Kühlsystem des EA211-Motors verfügt über einen vollständig neuen Aufbau . Dieses besteht aus zwei Kühlkreisläufen:
- Zylinderkopf-Kühlkreislauf - Zylinderblock-Kühlkreislauf
Das System mit zwei Kreisläufen wird durch das Thermostatmodul bedient . Dieses besteht aus der Kühlmittel- pumpe und zwei Thermostaten . Die Pumpe wird durch einen Zahnriemen vom Antriebsrad der Auslassnocken- welle angetrieben. Der Thermostatkörper (Pumpe mit Thermostaten und Verteilertrieb) befindet sich direkt an der Seite des Zylinderkopfes .
Öffnung des kleinen Kühlkreislaufs
Kommt es zu einer Erwärmung des Kühlmittels auf 80 °C (MPI) bzw . 87 °C (TSI), dann öffnet der Thermostat 1 und das Kühlmittel, beginnt durch die Pumpe vom Zylinderkopf in den kleinen Kreislauf zu strömen .
Im Zylinderkopf ist eine gleichmäßige Temperaturverteilung aufgrund der Querströmung des Kühlmittels sicherge- stellt . Die Kühlkanäle im Zylinderkopf sind auch so aufgebaut, damit es zur zureichenden Kühlung des integrierten Abgaskrümmers kommt .
Öffnung des großen Kühlkreislaufs
Erreicht die Temperatur des Kühlmittels 105 °C, dann öffnet der Thermostat 2 und das Kühlmittel gelangt vom Zylinderblock in den großen Kühlkreislauf mit dem Hochtemperaturkühler . Es sind beide Kühlkreisläufe zur selben Zeit geöffnet .
4.2 Sonstige Kühlkreisläufe
Ladeluftkühlung
Bei Kompression der Ansaugluft im Abgas-Turbolader, kommt es zu einer unerwünschten Erwärmung . Die Luft muss deshalb gekühlt werden . Die Ladeluft wird durch den Ladeluftkühler geführt, der im Saugrohrmodul integ- riert ist . Seitens des Aufbaus handelt es sich um einen Luft-Wasser-Kühler . Daher ist dieser ebenfalls am Kühlmit- telkreislauf des Motors angschlossen .
Motorölkühler
Der Ölkreislauf verläuft durch den Motorölkühler, der Teil des Wasserkühlkreislaufs des Motors ist . Die Wärme aus dem Motoröl geht so vom Ölkühler auf das Kühlmittel über, das weiter einem Wasser-Luft-Wärmetauscher gekühlt wird .
Standheizung
Je nach Fahrzeugausstattung kann am Kühlkreislauf auch die Standheizung oder der ATF-Kühler des automati- schen Getriebes angeschlossen sein .
Ausgleichsbehälter Wärmetauscherelement der Heizung
*
* * Standheizungsele-
ment
Hochtemperaturkühler Niedertemperaturkühler
Kühlmitteltemperaturgeber G83 am Kühlerausgang Abgas-Turbolader
Kühlmittelpumpe Kühlmitteltemperatur-
geber G62
Pumpe V51 für den Kühlmittelnachlauf Umlaufpumpe
Drosselklappe
SP101_18
Ladeluftkühler im Saugrohr
Motorölkühler
4.3 Das Kühlsystemschema
Thermostat 1
Thermostat 2
Kühlmittelpumpe
4.4 Der Anschluss des Kühlmittelthermostats an den Zylinderkopf
und das Strömungsprinzip des Kühlmittels im Zylinderkopf und Zylinderblock
Der Anschluss des Kühlmittelthermostats an den Zylinderkopf
Das Thermostatgehäuse wird mit der Pumpe verschraubt . Das ganze Thermostatmodul wird anschließend direkt an der Seite des Zylinderkopfes angeschraubt . Die wasserdichte Verbindung der Teile erfolgt mittels einer Gummi- dichtung (EPDM - Ethylen-Propylen-Dien-Monomer). Eine Dichtung befindet sich zwischen der Kühlmittelpumpe und dem Zylinderkopf, die zweite Dichtung befindet sich zwischen der Pumpe und dem Thermostatgehäuse.
Kühlung mittels Querströ- mung einschl . Kühlung des integrierten Abgaskrümmers
Anschluss für den Motorölkühler
Zuleitung zum Kühler Rücklauf vom Kühler Kühlmittelpumpe, die durch
die Nockenwelle der Auslass- ventile angetrieben wird .
Temperatur- reglergehäuse,
Kühlmittel
SP101_19
Zulauf / Ablauf des Kühlmittels zum kleinen Kühlkreislauf und Heizungswär-
metauscher
Pumpen- dichtung auf der Seite des Zylinder- kopfes
Pumpen- dichtung auf der Seite des Thermos- tats
Das Prinzip des Kühlmittelstroms im Zylinderkopf und im Zylinderblock
Im Querstrom im Zylinderkopf strömt das Kühlmittel von der Einlassseite um die Verbrennungskammern herum zur Auslassseite . So erfolgt eine Aufteilung in zwei Bereiche, einmal über und einmal unter dem Abgaskrümmer . Das Kühlmittel fließt durch mehrere Kanäle und leitet dabei Wärme ab. Aus dem Zylinderkopf strömt das Kühlmit- tel in das Reglergehäuse .
Dieser Aufbau hat mehrere Vorteile:
- Das Kühlmittel erwärmt sich in der kurzen Zeit des Motorbetriebs aufgrund der Abgase schnell auf . Der Motor wird schneller auf die Betriebstemperatur erwärmt . Dadurch reduziert sich der Kraftstoffverbrauch und der Innenraum für Passagiere kann schneller erwärmt werden .
- Aufgrund der Abwesenheit des externen Abgaskrümmers kommt es zum näheren Katalysatoranschluss am Mo- tor und trotz der Kühlung des integrierten Abgaskrümmers, erfolgt eine schnellere Erwärmung auf die Betriebs- temperatur .
- Bei Volllast wird aus dem Kühlmittel die Wärme intensiver abgeleitet und der Motor kann in einem breiteren Bereich des Mischungsverhältnises bei circa Lambda = 1 mit optimalen Werten für Verbrauch und Emission arbeiten . Dies reduziert den Kraftstoffverbrauch bei Volllast um bis zu 20% im Vergleich zu Motoren mit einem Abgaskrümmer außerhalb des Zylinderkopfs .
4.5 Die Kühlung des im Zylinderkopf integrierten Abgaskrümmers
Der integrierte Abgaskrümmer wird für eine effektive Kühlung durch die Kühlkanäle sowohl von der Unterseite als auch von der Oberseite umgeben .
SP101_58
Position des Kühlmitteltem- peraturgebers G62
Auslasskanal der Abgase mit Anschlussflansch zum Abgas-Turbolader (TSI) oder
Katalysator (MPI) unterer Bereich
der Kühlkanäle des integrierten
oberer Bereich
der Kühlkanäle des integrierten Abgaskrümmers
Einlassseite des Zylinderkopfs
Auslassseite des Zylinderkopfs
4.6 Der Thermostate
Die Thermostate befinden sich im Gehäuse, das auf dem Zylinderkopf montiert ist. In diesem Gehäuse befinden sich zwei Thermostate der 2-Kreislaufkühlung .
SP101_21
Thermostat 2
für den Zylinderblock Thermostat 1
für den Zylinderkopf
vom Kühler zum Kühler
zum Heizungswärmetauscher
vom Heizungswärmetauscher
Thermostat 1
Dieses öffnet bei 80 °C (MPI) bzw . bei 87 °C (TSI) und es verbindet den Kühler mit der Kühlmittelpumpe . Thermostat 2
Dieses öffnet bei 105 °C und es gibt den Weg für das erhitzte Kühlmittel aus dem Zylinderblock zum Kühler frei . Damit ist dann das gesamte Kühlsystem geöffnet .
4.7 Die Kühlmittelpumpe
Die Kühlmittelpumpe bildet mit dem Thermostatgehäuse eine Montageinheit . Dieses vollständige Modul ist mit dem Zylinderkopf verschraubt . Aufgrund der Gummidichtungen (EPDM = Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) ist dieses Teil mit den Kühlkanälen verbunden. Eine Dichtung befindet sich zwischen dem Gehäuse der Wasserpumpe und dem Zylinderkopf und die zweite zwischen der Wasserpumpe und dem Thermostatgehäuse . Siehe Abbildung SP101_19 .
SP101_22
Zahnriemen für den Antrieb der Kühlmittelpumpe
Antriebsrad der Kühlmittel- pumpe an der Auslassno- ckenwelle
Kühlmittelpumpe
Zahnriementriebabdeckung
Thermostat 2 des Zylinder- blocks - großer
Kühlkreislauf
Thermostatgehäuse des Kühlmittels
Auslassnockenwelle
Kühlmitteltemperaturgeber G62
Die Wasserpumpe wird durch einen eigenständigen Zahnriemen von der Auslass-Nockenwelle angetrieben . Dieser Antrieb befindet sich auf der Verbindungsseite zwischen Motor und Getriebe und dieser ist Wartungsfrei.
Im Fall einer Auswechslung der Wasserpumpe muss dieser ersetzt werden .
4.8 Die Ladeluftkühlung
Die Ladeluft wird durch den Abgas-Turbolader komprimiert . Resultieren aus der Komprimierung erwärmt sich die Luft . (Die Luft wird auch durch den heißen Abgas-Turbolader erwärmt .) Die Temperatur der komprimierten Luft hinter dem Abgas-Turbolader kann auch bis zu 200 °C erreichen .
Dadurch hat die Luft hat eine geringere Dichte und in den Zylinder würde daher weniger Sauerstoff gelangen . Beim Abkühlen, etwas oberhalb der Umgebungstemperatur, steigt die Dichte und dadurch wird in die Zylinder mehr Sauerstoff, der für die Verbrennung erforderlich ist, zugeführt . Aufgrund der Luftkühlung wird die Klopfan- fälligkeit gesenkt und der Gehalt von Stickoxiden in den Abgasen vermindert .
Die Ladeluft wird zum Zweck der Kühlung durch den Kühler geleitet, der die Montagebaugruppe mit dem Saugrohr bildet . Der Ladeluftkühler ist als ein Wärmetauscher Luft - Wasser aufgebaut und dieser ist daher mit dem Kühl- kreislauf des Motors verbunden .
Die Ausführung und Funktion des Ladeluftkühlers, der in der Saugleitung integriert ist, ähnelt der eines normalen Flüssigkeitskühlers . In den Aluminium-Lamellen verlaufen Rohrleitungen, in denen das Kühlmittel strömt .
Die warme Luft strömt über die Lamellen, wobei Wärme zum Kühlmittel übertragen wird . Das erwärmte Kühlmittel wird in einem zusätzlichen Kühler im vorderen Fahrzeugbereich abgekühlt .
SP101_24
Abgasturbolader
abgekühlte Ladeluft
erwärmtes Kühl- mittel das vom Ladeluftkühler zum Kühlmittel- kühler im vorderen
Fahrzeugbereich strömt
Ladeluftkühler
abgekühltes Kühlmittel, das vom Kühlmittelkühler im vorderen Fahrzeugbereich zum Ladeluftkühler strömt erwärmte Luft hinter dem Abgas-Turbolader
Saugrohr
Ladedrucksensor G31 mit Einlasslufttemperaturge- ber 2 G299
SP101_23
Abgasturbolader
Ladeluftkühler integriert im Saugmodul
Kühlmittelkühler der Ladeluftkühlung
Strömung des abgekühlten Kühlmittels
Strömung des erwärmten Kühlmittels
Kühlmittelnachlaufpumpe V51
4.9 Der Kühlkreislauf der Ladeluft
Den Kühlkreislauf der Ladeluftkühlung bildet der Ladeluftkühler, der im Saugrohr integriert ist, der Kühlmittelküh- ler und die Pumpe V51 , die die Kühlmittelströmung sicherstellt . Der Ladeluftkühlkreislauf stellt auch die Kühlung des Abgasturboladers sicher, der am Kreislauf ebenfalls angeschlossen ist .
Die Trennung des Ladeluftkühlkreislaufs vom Motorkühlsystem stellt ein Rückschlagventil sicher . Die Temperatur- unterschiede in den Kühlsystemen können bis zu 100 °C betragen .
Kühlmittelnachlaufpumpe
Nach dem Abschalten des Motors kann es (unter bestimmten Betriebsbedingungen, beispielsweise wenn Entlüftungs-
schlauch
erwärmte Flüssigkeit abgekühlte Flüssigkeit
Diagnose der Kühlmittelnachlaufpumpe
In der Pumpe ist die Steuerelektronik integriert, die mit dem Motorsteuergerät mittels des PWM-Signals in Verbin- dung steht .
Die Pumpe ist vollständig diagnosefähig . Die Diagnose wird während des Pumpenbetriebs durchgeführt . Das Mo- torsteuergerät prüft zyklisch, ob die Pumpe V51 tatsächlich in Betrieb ist . Erkannte Fehler werden an das Motor- steuergerät gesendet .
Tabelle diagnostizierbarer Fehler der Pumpe V51
Fehlernummer Fehlerbeschreibung
1 Trockenlauf
2 Pumpe blockiert
3 Pumpe überhitzt
4 Mindestumdrehungszahl wurde nicht erreicht
Platzierung der Pumpe
Die Kühlmittelnachlaufpumpe V51 ist unterhalb des Ansaugrohrs des Zylinderblocks am Gehäuse des Ölabschei- ders angeschraubt .
Saugmodul mit integriertem Ladeluftkühler
Der Ladeluftkühler ist bei den Motoren der Baureihe EA211 im Kunststoff-Saugrohr integriert . Der Vorteil dieses Aufbaus besteht darin, dass ein relativ kleines Luftvolumen, während der gesamten Strecke, schnell komprimiert werden kann . Daraus resultiert ein sehr schneller Druckanstieg und das spontane Ansprechverhalten des Motors . Die Strecke der Ladeluft durch das Kunststoffrohr vom vom Turbolader zum Saugrohrmodul ist ebenfalls kurz .
Ladeluftkühler Saugrohr
SP101_25
Drosselklappensteu- ergerät J338
Ansaugluft-Temperaturgeber G42 mit Drucksensor im Saugrohr G71
Kraftstoffdruck- geber G247
5. Die Luftzufuhr und die Aufladung mittels des Abgas-Turboladers
5.1 Das Schema der Luftströmung
SP101_26
Drosselklappensteu- ergerät J338
Saugmodul mit integrier- tem Ladeluftkühler
Luftfiltergehäuse direkt auf dem Mo-
tor angeordnet Ansaugluft-Temperaturgeber G42
mit Drucksensor im Saugrohr G71
Im Gegensatz zu den Motoren EA111 ist der Lufteinlass der Motoren der Baureihe EA211 an der Vorderseite des Motors angeordnet . Ebenfalls aufgrund der veränderten Einbaulage, bei der der Motor um 12 ° nach hinten geneigt ist, konnte das Luftfiltergehäuse direkt auf den Motor platziert werden.
Dieses wirkt sich positiv auf die Weglänge der angesaugten Luft und die Erwärmung dieser Luft aus . Der Ladeluft- kühler (Wärmetauscher Luft - Wasser), der im Saugmodul integriert ist, kühlt die erwärmte Ansaugluft ab .
erwärmte Luft im Lufteinlassrohr
5.2 Der Abgas-Turbolader
Bei den Motoren der Baureihe EA211 ist der Abgaskrümmer im Zylinderkopf integriert und dieser ist mit einer Kühlungsummantelung ausgestattet . Durch den Einsatz dieses Aufbaus wurde es möglich, einen sehr leichten Mono-Scroll-Abgas-Turbolader zu verwenden .
Der Mono-Scroll-Abgas-Turbolader ist nur mit einer Einlassschnecke ausgestattet, die die Abgase zum Umlaufrad führt . Der Vorteil dieses Abgas-Turbolader besteht in dessen einfachem Aufbau . Dabei handelt es sich um ein außerordentlich leichtes Modul mit niedrigeren Fertigungskosten .
SP101_27_b
Saugrohr vom Luftfilter Ladeluftrohr
elektrische Ladedrucksteue-
rung V465
Zylinderkopf-An- schlussflansch Wastegate
(Bypass-Ventil)
Steuerstange für das Wastegate (Bypass-Ventil)
Kühlmittelkanal zur Kühlung des Abgas- Turboladers
Ölzuführung zur Schmie- rung des Abgas-Turbola- der-Lagergehäuses
Katalysator- Anschluss-
flansch
SP101_27_a
SP101_28
Katalysator Zuleitung des
Kühlmittels zum Abgasturbolader
Ableitung des Kühl- mittels vom Abgas- turbolader
Ölzuleitung Ölableitung
Zuleitung der Kurbelgehäuseent-
lüftung
5.2.1 Die Schmierung und die Kühlung des Abgas-Turboladers
Zwecks der Abgas-Turbolader-Wellenschmierung ist der Abgas-Turbolader an den Motorölkreislauf angeschlossen . Weiter erfolgt die Kühlung mittels des Kühlmittels aus dem Kühlkreislauf der Ladeluft . Diese Kühlung gewährleis- tet auch die Nachkühlung des Turboladers, nachdem der Motor (unter Verwendung der Pumpe V51) abgeschaltet wurde, um eine Überhitzung und eine mögliche Beschädigung der Abgas-Turbolader-Turbinenwelle zu verhindern .
6. Die Be- und Entlüftung des Kurbelgehäuses
6.1 Die Entlüftung des Kurbelgehäuses
SP101_35
Ölabscheidermodul im Zylinderblock
interne Ableitung der Blow-by-Gase aus dem Kurbelgehäuse mittels der Kanäle im Zylinderblock und Zylinderkopf
Zulauf der Blow-by-Gase in das Saugrohr des Motors hinter dem Abgas-Turbola- der am Saugrohrmodul Zulauf der Blow-by-Gase durch ein
Rückschlagventil auf der Saugseite
des Abgasturboladers Zulauf aus dem System der
Entlüftung der Kraftstoff- dämpfe mittels Aktivkohle
Die Kurbelgehäuseentlüftung erfolgt intern, d . h ., dass die Gase im Kurbelgehäuse, die vom Öl bereinigt sind, durch die Kanäle im Zylinderblock zum Einlassrohr vor dem Abgas-Turbolader, ggf . in das Saugrohrmodul vor dem Abgas- Turbolader strömen . Die Ölrückstände werden im Ölabscheider gereinigt . Dieser besteht aus Kunststoff und ist mit dem Zylinderblock verschraubt .
In allen Verbrennungsmotoren kommt es aufgrund des unterschiedlichen Drucks in der Verbrennungskammer und im Kurbelgehäuse des Motors zum unerwünschten Eindringen von Gasen zwischen den Kolbenringen und der Lauffläche des Zylinders. Dieses Gas wird als Blow-By oder Kartergas bezeichnet.
Nachstehend ist das System der Entlüftung bei den aufgeladenen Motoren 1,2 l und 1,4 l TSI beschrieben . Hier wird das Katergas laut der Druckverhältnisse entweder direkt in das Saugrohr oder an der Saugseite des Abgas-Turbo- laders angesaugt . Bei den Motoren 1,0 l und 1,6 l MPI wird dieses Gas immer unter Druck in das Saugrohr gesaugt .
Ölabscheider
Der Ölabscheider besteht aus einem groben Ölabscheider, wo es zur Ölabscheidung aufgrund des Auftreffens von größeren Ölpartikeln auf Prallplatten und Drallkanäle kommt . Die Mikrotröpfchen des Ölnebels fängt der Feinab- scheider ab, der aus großen Prallplatten besteht .
Der Ölabscheider befindet sich am Zylinderblock über dem Ölfilter.
* Der genau kalibrierte Durchmesser bestimmt die Durchflussmenge, deshalb ist die Verwendung eines Ventils zur Druckregelung nicht notwendig .
SP101_33
Zulauf der Blow-by-Gase aus dem Kurbelgehäuse Öl-Grobabscheider
Öl-Feinabscheider Verbindungsleitung zum
Saugrohrmodul mit kalibriertem Durchmesser *
Ölabscheider- Gehäusedeckel
Ölrücklauf aus dem Ölabscheider in die Ölwanne unterhalb des Ölspiegels
Bereich für die Ölabscheidung am Zylinderblock
Austritt der gereinigten Blow-by-Gase am Entlüftungskanal
im Zylinderblock
Rückschlagventile des Kurbelgehäuse-Entlüftungssystems
Die Rückschlagventile ändern die Strömungsrichtung der Blow-by-Gase zur Verbrennung laut der Druckverhält- nisse der Ansaugung und des Kurbelgehäuses .
SP101_32
Zulauf der Blow-by-Gase in den Einlass vor den Abgas-Turbolader (bei hoher Motordrehzahl) Wenn bei eingeschaltetem Abgas-Turbolader in der Einlassleitung Überdruck herrscht, dann schließt durch diesen Überdruck das Ventil im Saugmodul .
Die Öffnung des Ventils auf der Saugseite
des Abgas-Turbolader erfolgt nur auf der Grundlage des entstandenen Druckunterschieds . Dies bedeutet, dass der Ansaugdruck des Abgas-Turboladers kleiner ist als der Innendruck im Kurbelgehäuse .
Abgas-Turbolader Das Rückschlagventil an
der Zuleitung der Blow-by- Gase zum Saugmodul vor
dem Abgas-Turbolader
Zuleitung der Blow-by-Gase
SP101_34
Zulauf der Blow-by-Gase in den Einlass hinter den Abgas-Turbolader (bei niedriger Motordrehzahl) Im Leerlauf und bei erhöhter Leerlaufdrehzahl entsteht ein Unterdruck im Saugrohr, aufgrund der Ansaugung öffnet das Ventil im Saugrohrmodul und das Ventil an der Saugseite des Abgas-Turbolader schließt .
Drosselklappe
Rückschlagventil an der Zuleitung der Blow-by-Gase zum Saugmodul hinter dem Abgas-Turbolader
Zuleitung der Blow-by-Gase
Saugmodul
6.2 Die Belüftung des Kurbelgehäuses
Das Rückschlagventil ist Bestandteil des Kurbelgehäuse-Entlüftungssystems . Dieses ermöglicht die Einströmung von Frischluft in den Motor, um die Feuchtigkeit aus dem Innenraum des Motors und der Ölwanne ( kondensierte Wasser-und Kraftstoffkomponenten) zu entfernen . Bei ausreichendem Unterdruck im Motor wird von der saube- ren Seite des Luftfilters saubere Luft in den Motor geleitet, die durch die Kurbelgehäuse-Entlüftung zusammen mit den mit Blow-by-Gasen der Verbrennung ausströmt .
Das Rückschlagventil muss bei geringstem Unterdruck im Motor öffnen und umgekehrt die Verunreinigung des Luftfilters durch Ölnebel verhindern. Die Schlauchposition kann entsprechend der Motorenvariante verschieden sein. Das Rückschlagventil in der Zylinderkopfhaube verhindert ein Eindringen von Öl oder ungefilterten Blow-by- Gasen zum Luftfilter.
SP101_31_b
Rückschlagventil in der Zylinder- kopfhaube
Schlauchanschluss an den Luftfilter
SP101_31_a
7. Das Entlüftungssystem mit Aktivkohle
Das Entlüftungssystem mit Aktivkohle dient zur Ableitung von unerwünschten Dämpfen aus dem Kraftstofftank . Das System setzt sich aus einem Absorptionsbehälter mit Aktivkohle zusammen, der durch das Magnetventil N80 mit der Ansaugung des Motores verbunden ist . Die angesammelten Dämpfen aus dem Behälter mit Aktiv- kohle werden bei eingeschaltetem Motor und geöffnetem N80-Ventil, das vom Motorsteuergerät gesteuert wird, in das Saugrohr geleitet und verbrannt. Dies führt zu einer Reinigung des Aktivkohlefilters, der für die neue Ab- sorption von Dämpfen aus dem Kraftstofftank frei wird .
Nachstehend ist das System der Entlüftung bei den aufgeladenen Motoren 1,2 l und 1,4 l TSI beschrieben . Hier werden die Dämpfe laut der Druckverhältnisse entweder direkt in das Saugrohr oder an der Saugseite des Abgas-turboladers angesaugt . Bei den Motoren 1,0 l und 1,6 l MPI werden diese Dämpfe immer in das Saugrohr gesaugt .
SP101_39
Leitung vom Aktivkohlebehälter
Zulauf über das Rückschlagventil auf der Einlassseite
des Abgasturboladers
Zuleitung der Kraftstoffdämpfe aus der Kraftstoff- tank-Entlüftung in die Leitung der Kurbelgehäuse- Entlüftung elektromagneti-
sches Ventil 1, N80 des Aktivkohlebe- hälters
Rückschlagventil 1 zur Zuleitung der Kraftstoffdämpfe in das Saugrohr beim Abgastur- bolader bei Überdruck im
Ladesystem
Rückschlagventil 2 zur Zuleitung der Kraftstoffdämpfe in das Saugrohr bei Unterdruck im Saugrohr
Zuleitung der Kraftstoffdämpfe in das Saugmodul hinter der Drosselklappe
Behälter mit Aktivkohle
Der Behälter mit Aktivkohle, in dem die Kraftstoff- dämpfe gespeichert werden .
Das elektromagnetische Ventil des Aktivkohlebehäl- ters und die Rückschlagventile des Kraftstofftank- Entlüftungssystems
Das elektromagnetische Ventil 1, N80 wird durch das Motorsteuergerät gesteuert .
Weiter werden in der Leitung der Kraftstofftank- Entlüftung zwei Rückschlagventile angeschlossen, die die Strömung der Gase in zwei Äste umschalten, dieses jeweils in der Abhängigkeit von der Motordrehzahl:
- Ableitung der Kraftstoffdämpfe zum Einlass des Abgas-Turboladers (beim Überdruck im Saugrohr) - Ableitung der Kraftstoffdämpfe in das Saugrohr
(beim Unterdruck im Saugrohr)
Im Leerlauf und bei Teillast des Motors treten die Dämpfe der Entlüftung, bei Unterdruck im Saugrohr, in das Modul des Saugrohrmoduls an der Stelle hinter der Drosselklappe ein .
Bei Überdruck im Saugmodul werden die Kraftstoff- dämpfe über den Einlass des Abgas-Turboladers einge- leitet . Die Steuerung übernehmen dabei zwei Rück- schlagventile . Deren Funktion ist dieselbe, wie bei den Rückschlagventilen der Kurbelgehäuse-Entlüftung .
SP101_37
SP101_36
Anschluss der Entlüftungs-
leitung vom Kraftstofftank
Anschluss der Entlüftungs- leitung an das elektromagneti- sche Ventil Ventil 1, N80
Drosselklappe elektromagnetisches
Ventil N80
Anschluss an die elektrische Installation
zum Anschluss der Leitung vom Aktivkohlebehälter
zum Saugrohr
8. Die Ölversorgung des Motors
6.1 Der Ölkreislauf
Der Ölkreislauf verteilt das Öl zu den folgenden Stellen im Motor:
- zu allen Lagern
- zu den Kühldüsen zum Besprühen der Kolben - zum Ventiltrieb
- zum Abgasturbolader - zum Ölfilter
- zum Ölkühler
SP101_40
Öldruckschalter zur Öldruckminderung F378
Ölzuleitung zum Abgas-Turbolader
Verteilungskanäle für die Füllung der Hydraulikele- mente und zur Schmie- rung der Nockenwellen
Anschluss des Mo- torölkühlers
Hauptverteilungskanal
Ölfilter am Ölwannen-Zwi- schenstück Ölwannen-Zwischenstück
mit der Konsole zur Befes- tigung des Klimakompres- sors (je nach Motorisie-
rung) geregelte Ölpumpe (die
Pumpe befindet sich im Ölsumpf des 1 .4 TSI-Motors)
Der Ölfluss im System wird durch die Ölpumpe sichergestellt. Die verwendete Pumpe ist vom zugehörigen Motor abhängig:
– Für den 1,0 l, 1,6 l MPI und 1,2 l TSI wird eine einstufige Duocentric-Ölpumpe an der Seite des Zylinderblocks verwendet .
– Für den 1,4 l TSI erfolgt die Verwendung einer zweistufigen Ölpumpe in der Ölwanne des Motors.
Ölwannenunterteil mit Ölstands- und Öltemperaturgeber G266
8.2 Die Ölreinigung und die Ölkühlung
In allen Motorvarianten der Baureihe EA211 erfolgt die Ölreinigung im Filtereinsatzelement . Siehe Ölwanne auf S . 45 dieses Arbeitshefts .
Zur Motorölkühlung wird das Öl mittels der Ölpumpe zum Motorölkühler befördert . Der Motorölkühler ist direkt am Zylinderblock unter dem Saugrohr angebracht . Dieser ist als Öl - Wasser-Kühler ausgelegt und ist am Kühlkreis- lauf des Motors angeschlossen - siehe Kühlsystem .
Das Öl strömt hinter dem Motorölkühler weiter in den Hauptverteilerkanal zu den weiteren Verbrauchern im Motor, siehe Ölkreislauf . Beim Motor 1,0 l MPI entfällt der Motorölkühler .
Die Abbildung SP101_41 zeigt das Ölströmungsbeispiel für den 1,4 l TSI-Motor .
Motorölkühler (Öl - Wasser)
Zweiteilige Ölwanne geregelte Ölpumpe
(1,4 l TSI-Motor)
Zwischenstück der zweiteiligen Motorölwanne mit Ölhobel
Senkrechte Füh- rung vom Ölfilter zum Ölkühler Schmierung der Kurbelwellen- lager
Hauptvertei- lungskanal Ölzuleitung zum
Zylinderkopf
Öldruckschalter F22
Kolbenkühldüse
8.3 Der Aufbau der zweiteiligen Ölwanne
Bei allen EA211-Motoren findet ein auswechselbarer Ölfiltereinsatz Verwendung. Dieser Ölfiltereinsatz beinhaltet ein Membranventil, das Ölrückfluss verhindert, wenn der Motor abgeschaltet wird. Der Aufbau der zweiteiligen Ölwanne hängt von der jeweiligen Motorrisierung ab.
Bei beiden Varianten der zweiteiligen Ölwanne wird das Kunststoffteil mit der Bezeichnung Ölhobel verwendet, das Öl aus dem Kurbelgehäuse abscheidet . Bei den Motoren 1,0 l MPI und 1,2 l TSI wird die Ölwanne aus einem Stück Aluminiumguss gebildet . Bei den Motoren 1,4 l TSI und 1,6 l MPI bilden zwei Teile die Ölwanne . Das obere Zwischenstück aus Aluminiumguss und das Unterteil der Ölwanne aus Stahlblech .
Ölwanne des Motors 1,2 l TSI
Ölwanne des Motors 1,4 l TSI
SP101_42
der sog . Ölhobel
Ölfilter
Ölwanne (aus einer Aluminiumlegierung)
Halterung für die Befesti- gung des Klimakompres- sors Ölstands- und -temperaturgeber G266
SP101_43
Halterung für die Befestigung des Klima- kompressors
Ölfilter Ölhobel
Ölwannenzwischenstück (aus einer Aluminiumlegie- rung)
Ölwanne (Stahlpressteil) Ölstands- und
-temperaturgeber G266
Zweistufige Duocentric-Ölpumpe für den Motor 1,4 l 103 kW TSI
Für die Motoren 1,4 l 103 kW TSI wird die zweistufige Ölpumpe verwendet.
Seitens des Aufbaus handelt es sich um eine Ölpumpe mit Außenverzahnung . Eine Besonderheit besteht darin, dass das Antriebsrad der Pumpe axial beweglich ist . Mittels der Änderung der Eingriffsbreite bei den Zahnrädern wird gezielt die geförderte Menge und der Druck im Ölkreislauf beeinflusst.
Die Steuerung der Ölzufuhr zur Einstellung der Regelkolben, zur Änderung des Öldrucks, stellt das Öldruckregelventil N248 sicher .
8.4 Die Ölpumpen
Einstufige Duocentric-Ölpumpe für die Motoren 1,0 l MPI und 1,2 l TSI und 1,6 l MPI
Für die Motoren 1,0 l MPI, 1,2 l TSi und 1,6 l MPI erfolgt die Verwendung der duocentrischen einstufigen Pumpe.
Die Pumpe wird direkt von der Kurbelwelle angetrieben, wobei der Pumpenrotor direkt mit dem vorderen Teil der Kurbelwelle verbunden ist . Das Pumpengehäuse ist an der Vorderseite des Zylinderblocks angebracht .
Die Druckregelung stellt das Öldruckregelventil sicher .
Während der Motor läuft erzeugt dieser (im Bereich oberhalb der Leerlaufdrehzahl) einen nahezu konstanten Öldruck von circa 3,5 bar .
SP101_45
Druckregelventil
Ölpumpengehäuse
Außenrotor
Innenrotor
Ölpumpendeckel
SP101_47
Ölpumpendeckel Kaltstartventil
axial bewegliches, angetriebenes Pumpenrad
Antriebswelle mit angetrie- benem Pumpenrad
Andruckfeder der Verschiebeeinheit
Regelfeder
Regelkolben
Saugkorb Sieb Ölpumpenge-
häuse
Aufbau der zweistufigen Duocentric-Ölpumpe für den Motor 1,4 l 103 kW TSI
SP101_44
Ölansaugung aus der Ölwanne
axial bewegliches, angetriebenes Pumpenrad Pumpenantriebsrad
Regelkolben
Ölströmung zum Ölfilter
Die Regelung erfolgt auf zwei verschiedenen Ebenen . In der Niederdruckstufe (bei niedriger Drehzahl und Last) wird der Druck circa bei 1,8 bar geregelt . In der Hochdruckstufe dann bei circa 3,3 bar . *
Die Abbildung SP101_48 stellt die Ölpumpe bei Anlassen des Motors und im Leerlauf dar .
Über das Druckregelventil N428 wird die Pumpe aus dem Druckkanal mit Öl versorgt . Für das Niederdruckniveau wird das Ventil N428 elektrisch aktiviert und es öffnet zwei Kanäle zu den Regelkolben . Da der Öldruck immer noch gering ist (unter 1,8 bar), bewegt sich der Versteller nur geringfügig gegen die Federkraft . Die Feder drückt den Versteller in Richtung voller Ölversorgung . Die Pumpe läuft mit maximaler Leistung, bis der Druck der Niedrig- stufe (1,8 bar) erreicht wurde . Der Öldruckwert im Leerlauf kann noch niedriger sein .
Wenn die Motordrehzahl ansteigt, dann steigt der Öldruck ebenfalls leicht an, wodurch die Verschiebung des Steu- erkolbens gegen die Federkraft erfolgt . Dies führt zum Schließen des Druckkanals und parallel erfolgt die Öffnung Prinzip der Ölregelung unter der Verwendung einer zweistufigen Ölpumpe für die Motoren 1,4 l TSI
Motordrehzahl Öldruck
SP101_48
Motordrehzahl Öldruck
SP101_49
Öldruckregelventil N428
Bei hohen Umdrehungen oder einer hohen Motorleistung muss auch das Öldruckniveau hoch sein . Das Motorsteu- ergerät trennt deshalb die Spannungsversorgung des Ventils der Öldruckregelung N428 .
Am Regelkolben liegt am Ringbereich auch weiterhin Druck an, jedoch nicht an der Stirnfläche. Die Hydraulikkraft ist kleiner, die Federkraft des Regelkolbens verstellt den Kolben kurzeitig (auf der Abbildung nach rechts) . Dadurch wird der Druckkanal zum Regelkolben aufgrund der Federkraft weiter geöffnet und der Regelkolben wird in die Position der vollen Ölversorgung verstellt (größerer Eingriff der Verzahnung) . Die Regelung erfolgt erneut, nun auf dem hohen Druckniveau .
Motordrehzahl Öldruck
SP101_50
Der Öldruck wird durch ein Paar eigenständiger Öldruckschalter überwacht:
- Öldruckschalter F22 (ca. 2,4 bar)
- Öldruckschalter für reduzierten Öldruck F378 (ca. 0,4 bar)
Die ersten 1000 km arbeitet der Fahrzeugmotor nur mit hohem Öldruck . Das Regelventil N428 wird während dieser Einlaufphase nicht geregelt .
9. Das Kraftstoffsystem
Beim Motor 1,0 l MPI und 1,6 l MPI unterscheidet sich das Prinzip des Kraftstoffsystems nur unwesentlich vom MPI-Motor der Vorgängergeneration EA111 .
9.1 Die Druckerhöhung im Kraftstoffsystem der TSI-Motoren
Für TSI-Motoren mit Direkteinspritzung der Baureihe EA211 besteht ein Hochdruck-Kraftstoffsystem . Der Druck im Hochdruckteil des Kraftstoffsystems wurde im Vergleich zur bestehenden Baureihe EA111 noch weiter erhöht . Der maximale Einspritzdruck in den Verbrennungsräumen wurde auf 200 bar erhöht . Dieser Druck wird von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit neuem Aufbau sichergestellt .
Der Betriebsdruck der Pumpe liegt zwischen min . 120 bar (1,2 l TSI) und 140 bar (1,4 l TSI) im Leerlauf und 200 bar bei einer Drehzahl von circa 6000 Umdrehungen min -1 . Das Druckbegrenzungsventil öffnet bei einer Druckspitze von mehr als 230 bar und der Kraftstoff wird in den Zuleitungsast gespeist .
9.2 Der Aufbau des Kraftstoffsystem-Hochdruckbereichs
Die modernsten 5-Loch-Einspritzdüsen werden mit Kraftstoff aus dem Edelstahl-Kraftstoffverteilerrohr mit Kraftstoff versorgt . Dies ermöglicht eine sehr genaue Einspritzung von bis zu drei einzelnen Einspritzungen während des Arbeitszyklus .
SP101_52
Hochdruck- Kraftstoff- pumpe
Kraftstoffver- teilerrohr
Kraftstoffversorgung vom Niederdruck- -Kraftstoffsystem
Regelventil N276 Kraftstoffdruckgeber
G247
Einspritzventile
SP101_51
Kraftstoffzuleitung vom Kraftstofftank
Kraftstoffverteilerrohr
Hochdruck- Kraftstoff- pumpe Kraftstoffdruckgeber
G247
Schematische Darstellung der Kraftstoffanlage für die TSI-Motoren EA211
Anschlussstecker des Einspritzventils
10. Der Motordrehzahlgeber
Die Motoren der Baureihe EA211 mit der Start-Stopp-Funktion verfügen über einen Drehzahlgeber mit Dreh- richtungserfassung. Der Kurbelwellen-Drehzahlgeber G28 befindet sich auf der Seite des Getriebeanschlusses im Dichtflansch, der am Zylinderblock verschraubt ist. Er erfasst die Impulse vom Radgeber, der auf der Kurbelwelle auf- gepresst ist . Aufgrund dieses Signals erkennt das Motorsteuergerät die Motordrehzahl, den Drehsinn und zusammen mit dem Hall-Geber G40 die Position der Kurbelwelle zur Nockenwelle .
Drehsinnerkennung
Bei den Fahrzeugen mit der Start-Stopp-Funktion wird der Motor zum Zweck der Kraftstoffersparnis, so oft wie möglich, abgeschaltet . Um schnellst möglich neu zu starten, muss das Motorsteuergerät die genaue Stellung der Kurbelwelle detektieren . Nach dem Abschalten des Motors erfolgt kein sofortiger Stillstand, sondern es erfolgen noch einige Umdrehungen. Wenn sich der Kolben kurz vor dem oberen Totpunkt im Kompressionhub befindet, dann wird dieser durch den Kompressionsdruck zurückgeschoben . Der Motor dreht sich in diesem Moment in ent- gegengesetzter Richtung . Die üblichen Drehzahlgeber können dieses nicht erkennen .
Signalverwendung
Das Signal dient zur Berechnung des Einspritzzeitpunkts, der Einspritzzeit und des Zündzeitpunkts . Weiter erfolgt die Verwendung für den Nockenwellenversteller .
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Motordrehzahlgeber G28 Impulsrad 60-2 für den
Motordrehzahlgeber
Kurbelwelle
Kupplung
Der ursprüngliche Aufbau des 2-Elemente-Motordrehzahlgebers beinhaltete zwei eigen- ständige Hallsche Halbleiterplatten . Der Geber ist nicht in der Lage die Drehrichtung des Motors zu erkennen .
Der 3-Elemente-Motordrehzahlgeber enthält, im Ver- gleich zu der alten Konstruktion, ein zusätzliches Halb- leiterelement, das sich unsymmetrisch zwischen den beiden seitlichen Hallischen Platten befindet. Diese dritte Platte wurde hinzugefügt, um die Drehrichtung zu erkennen .
Signal des Motordrehzahlgebers in der Oszilloskopan- zeige (2ms/Teilstrich)
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SP101_68
A
B
C
D A – Signal der niedrigen Motordrehzahlen
B – Signal der hohen Motordrehzahlen
C – Impulsbreite für die Rechtsdrehung des Motors Aufgrund der unsymmetrisch positionierten Hallischen Zwischenplatte im Drehzahlgeber, ist der Geber in der Lage, die Drehrichtung auszuwerten und das Aus- gangssignal an das Steuergerät mit der Impulsbreite C oder D (siehe Abbildungen) zu versenden . Das Steu- ergerät identifiziert aufgrund dessen den konkreten Drehsinn des Motors .
Motorumdrehung nach rechts
Bei rechter Drehrichtung des Motors wird eine stei- gende erste Impulskurve durch die 1 . Hallische Platte unterschieden . Nach einem kurzen Moment erkennt zunächst die 3 . Hallische Platte (in der Mitte) und dann 2 . Hallische Platte die steigenden Impulskurve . Da der zeitliche Abstand zwischen der 1 . Hallischen Platte und der 3 . Hallische Platte kürzer ist, als zwischen den Hal- lischen Platten 3 und 2, wird dadurch die Drehrichtung des Motors nach rechts erkannt . Die Geberelektronik modifiziert das Signal und sendet es in niedriger Im- pulsbreite C (siehe Abbildung) an das Motorsteuergerät . Motorumdrehung nach links
Bei der rückwärtigen Drehrichtung des Motors (nach links) wird eine steigende erste Impulskurve zunächst durch die 2 . Hallische Platte unterschieden . Nach einem kurzen Moment erkennt zunächst die 3 . Hallische Platte (in der Mitte) und dann 1 . Hallische Platte die steigenden Impulskurve . Da die Signalzeitabfolge in diesem Fall umgestellt ist, erfolgt die Erkennung der Drehrichtung nach links. Die Geberelektronik modifi- ziert das Signal und sendet es in doppelter niedriger Impulsbreite D (siehe Abbildung) an das Motorsteuer- gerät .
Hallische Platte Nr . 1
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SP101_66_b
Hallische Platte Nr . 3 Hallische Platte
Nr . 2
11. Die Spezialwerkzeuge und Vorrichtungen
T10487 – Montagevorrichtung für das Herunterdrü- cken des Zahnriemens bei der Vorrichtungs- montage zur Nockenwellenfixierung
T10508 – Schraubenschlüssel für den Aus- und Einbau des Kühlmittelthermostats
T10499 – Ringschlüssel SW 30 für das Drehen der Zahnriemenspannrolle
T10133/19 – Abzieher zur Demontage der Einspritz- ventile
SP101_58 SP101_53
T10500 – Einstellschlüssel für die Schraube der Zahnriemenspannrolle
T10494 – Verriegelungsvorrichtung zur Fixierung der Nockenwellen für den Zahnriemeneinbau
SP101_57
SP101_61
Verwendung ausschließlich in Verbin- dung mit dem Drehmomentschlüssel VAS 6583 oder VAS 1410 siehe aktuelle Werkstattliteratur
T10497 – Motorhalterung für den Motorausbau
SP101_60
T10493 – Montagvorrichtung zur Auswechslung des Dichtungsrings der Nockenwelle auf der Seite der Riemenscheibe
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Dichtungs- ring T10478/2
T10478/3
